книги из ГПНТБ / Черкасов, Г. И. Введение в технологию бетона

R6=A R u(U—С),

где А и С — коэффициенты, зависящие от качества заполни­ телей и цемента (рис. 74).

<М

I

I

Рис. 74. Зависимость прочности легкого бетона от расхода цемента.

Для бетонов с определенным скелетом заполнителей при требуемом водосодержании изготовляются образцы с разным содержанием цемента, испытанием которых можно получить данные для построения графика, подобного представленному

на рис, 74, и определить коэффициенты А и С для расчетной формулы.

231

Оптимальное водосодержание бетонной смеси

Изменение объема уплотняемой бетонной смеси в зависи­ мости от ее водосодержания, по М. 3. Симонову, может быть выражено графиком (рис. 75).

Нижняя кривая графика отражает объем виброуплотняемой смеси, верхняя — объем смеси, уплотняющейся под дей­ ствием собственного веса. На каждой кривой можно отметить

Рис. 75. Изменение объема бетонной смеси в зависимости от водосо-. держания.

232

четыре характерные точ.ки, соответствующие: 1 и Г — сухому состоянию; 2 и 2' — капиллярно разобщенному обводнению твердой фазы, когда водные пленки на поверхности частиц раздвигают их и увеличивают объем смеси; 3 и 3' — состоя­ нию, при котором вода заполняет все межзерновые пустоты, а пленки ее в контактах между твердыми частицами имеют минимальное значение; в этом случае при надлежащем уплот­ нении может быть достигнута максимальная плотность сме­ си; 4 и 4' —• полной влагоемкости смеси, т. е. полному запол­ нению водой межзерновых пустот и образованию максималь­ ной толщины пленок воды в контактах между частицами; в этом состоянии объем виброуплотняемой смеси увеличивает­ ся по сравнению с объемом в точке 3 и приближается к объе­

идущих параллельно оси абсцисс, равны, из чего следует, что объем воды для обеспечения максимальной плотности смеси примерно равен объему пустот в сухой смеси. Поэтому можно считать, что водопотребность бетонной смеси зависит от ее пустотности и площади поверхности частиц твердой фазы. Практически в зависимости от принятых средств уплотнения смеси ее объем (а следовательно, и плотность) будет выра­

частиц интервал между точками 3 и 4 уменьшается, и в пре­ деле, в беспесчаяых смесях, они сольются.

Естественно, что структура бетона, полученная при наи­ большем уплотнении смеси, обеспечит и наибольшую плот­ ность затвердевшего бетона.

Н. А. Поповым и М. А. Решетниковым было выдвинутоположение, что при неизменном количестве цемента в бе­ тонной смеси и принятом режиме уплотнения наибольшая прочность бетона будет достигнута при таком количестве воды, которое обеспечивает минимальный объем (выход) уплотняемой бетонной смеси (рис. 76).

Приведенные зависимости позволяют установить опти­ мальное содержание воды в смеси без испытания образцов на прочность путем определения объема бетонной смеси при уплотнении с разным содержанием воды. Обычно используют 10—5-литровый цилиндр, снабженный мерной линейкой. Сме-

233-

объемный бес 1 прочность

Расход боды на 1 м 5 дотона

Рис. 76. Оптимальное водосодержание бетонной смеси.

си уплотняют в соответствии с режимами, принятыми на про­

изводстве.

Для исходного замеса содержание воды оценивают визу­ ально по «влажности комкования». Оно должно быть таким,' чтобы бетонная смесь комковалась при сжатии в руке, но не прилипала к ней, имела характерный блеск и не отделяла бы цементное молоко при перемешивании. Затем готовят замесы, в которых воды на 10 и 20% меньше и больше, чем в исход­ ном. Построив график зависимости Квых (а если имеется воз­ можность, то Re) от водосодержания, находят оптимальный расход воды.

234

При подборе оптимального расхода воды добиваются наиболее выгодных составов легкого бетона, .но при этом сме­ си получаются сравнительно жесткими и из них трудно фор­ мовать насыщенные арматурой тонкостенные конструкции. Поэтому иногда приходится подбирать количество воды по заданным показателям подвижности бетонной смеси опытным путем по осадке стандартного конуса.

Для разных типов бетонируемых конструкций, принятых средств уплотнения и используемого пористого заполнителя в технической литературе приведены таблицы необходимых подвижностей бетонных смесей. В качестве примера в табл. 38 даны выборочные материалы одной из таких таблиц.IV.

IV. ПОДБОР СОСТАВА ЛЕГКОГО БЕТОНА

Подбор состава 'легкобетонной смеси на пористых запол­ нителях должен обеспечить наиболее выгодное и экономичное соотношение имеющихся заполнителей, цемента и воды для получения заданной прочности и объемного веса затвердев­ шего бетона. Подбор производят опытным путем с использо­ ванием указанных ранее зависимостей свойств бетона от его

235

состава. Наиболее распространены разработанные Н. А. По­ повым с сотрудниками опытные методы подбора легкого бе­ тона с оптимальным количеством воды и заданной подвиж­ ностью смеси и расчетно-экспериментальный метод В. Г. Дозжика для подбора состава керамзитобетона.

Подбор состава легкого бетона с оптимальным содержанием воды

Этот метод подбора применяют в том случае, если не предъявляется каких-либо специальных требований к удобсукладываемости бетонной смеси.

Порядок подбора следующий.

1. Назначают предельную крупность заполнителя, кото­ рая не должна превышать 4/3 наименьшей толщины конструк­ ции и 3/4 расстояния между стержнями арматуры. Для умень­ шения объемного веса желательно использовать более круп­ ный заполнитель, хотя уменьшение его крупности часто по­ вышает удобоукладываемость и связность бетонной смеси, а также прочность бетона.

2. Назначают зерновые составы заполнителей для опыт­ ных замесов согласно табл. 38. Для упрощения подбора вмес­ то пяти рекомендованных составов можно брать только три— I, III и V. Зерновые составы заполнителей могут быть назна­ чены и по графикам (рис. 67 и 68).

3. На каждый зерновой состав заполнителей назначают

4.Для каждого сухого замеса опытным путем подбирают оптимальное количество воды по наименьшему выходу смеси.

5.Для каждого зернового состава заполнителей, каждого расхода цемента и определенного оптимального количества воды приготовляют опытные замесы, а затем изготовляют образцы, после твердения которых в заданных условиях опре­ деляют объемный вес и прочность бетона.

Полученные в результате подбора данные сводят в таб­ лицу (табл. 39).

6.Обрабатывают полученные результаты, которые позво­ ляют определять составы бетонов требуемых свойств.

Для каждого зернового состава заполнителей строят ра­

бочие графики зависимостей объемного веса и прочности от расхода цемента (иногда воды). По графикам определяют

236

Т а б л и ц а 39

Подбор состава легкого бетона с оптимальным водосодержанием

■расход цемента и объемный вес бетона, соответствующий его заданной марке (рис. 77).

По полученным значениям уо и Ц для каждого зернового состава заполнителей строяФ график зависимости указанных величин от зерновых составов заполнителей при заданной прочности бетона (рнс. 78). По графику находят расход це­ мента и оптимальный зерновой состав (по интерполяции), обеспечивающий требуемый объемный вес бетона1.

Подбор состава по заданной подвижности бетонной смеси

Принципиально этот метод отличается от предыдущего только определением количества воды для опытных замесов.

1 Необходимо отметить, что состав бетона, подобранный по указанно­ му методу, может иметь как слитную, так и пористую структуру, что воз­ можно проверить по формуле у0 = 3+1,15 Ц.

237

Roh, кГ/см2

Рис. 77. Подбор состава легкого бетона. Графики зависимости объем­

ного веса и прочности бетона от расхода цемента.

1600 400r

Рис. 78. Подбор состава легкого бетона. График для определения оптимального состава легкого бетона:

1 — р а с х о д ц е м е н т а ; 2 — о б ъ е м н ы й в е с б е то н а .

порядок подбора следующий.

1. Назначают наибольшую крупность заполнителей (так же, как и в предыдущем методе).

2.По графикам Я. Ш. Штейна выбирают два-три зерновых состава заполнителей.

3.Для каждого зернового состава назначают три расхода

23»

цемента, причем для подвижных смесей их надо брать боль­ шими, чем для жестких.

4. Для каждого зернового состава и определенного рас­ хода цемента опытным путем определяют расход воды, обес­ печивающий требуемую подвижность. Поскольку подвижные бетонные смеси склонны к расслоению, часто необходимо изменять зерновой состав, увеличивая содержание мелкого песка, уменьшать предельную крупность заполнителей или вводить в смесь микропенообразующие добавки.

5. .По полученным данным приготовляют опытные замесы, изготовляют и испытывают образцы,.

6. Обработку полученных результатов и назначение соста­ ва бетонной смеси проводят так же, как и в методе подбора состава бетона с оптимальным содержанием воды.

Расчетно-экспериментальный метод подбора состава керамзитобетона

Данный метод, предложенный В. Г. Довжиком, основан на расчете опытных замесов с использованием принципа абсолютных объемов и установлении соотношения между мел­ ким и крупным пористым заполнителем исходя из условия получения заданного объемного веса бетона.

Подбор состоит из следующих этапов:

1)расчет составов для опытных замесов;

2)приготовление опытных замесов с изготовлением и ис­ пытанием образцов;

3)обработка результатов и назначение состава бетона. Для изготовления опытных замесов рассчитывают четыре

состава бетонных смесей. Расходы цемента 'задаются в за­ висимости от требуемой марки бетона согласно табл. 40.

240